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Die
Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Sitzbelegungserkennung
und Gurtwarnung in einem Kraftfahrzeug. Auf einem Kraftfahrzeugsitz sind
dabei Widerstandselemente flächig
verteilt angeordnet, die bei Einwirken einer Normalkraft, beispielsweise
durch eine Gewichtskraft senkrecht auf die Fahrzeugsitzoberfläche, und/oder
eine Biegung ihren Widerstandswert verändern. Die in diesem Sinne
gewichtsempfindlichen (und biegungsempfindlichen) Widerstandselemente
umfassen zum einen sogenannte erste Widerstandselemente zur Sitzbelegungserkennung,
die innerhalb eines ersten Messkreises zwischen einem ersten Messanschluss
und einem zweiten Messanschluss, jeweils parallel zueinander geschaltet
sind, und sogenannte weitere Widerstandselemente zur Gurtwarnung: Über die
weiteren Widerstandselemente wird erkannt, ob sich eine Person auf
dem Fahrzeugsitz befindet oder ein Gegenstand und eine Warnung ausgegeben,
wenn sich eine erkannte Person außerdem keinen Sicherheitsgurt
angelegt hat.
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Die
Verwendung von gewichtsempfindlichen Widerstandselementen zur Sitzbelegungserkennung in
Kraftfahrzeugen ist aus der Automobiltechnik hinlänglich bekannt.
Beispielsweise wird mit Hilfe von Sensorsitzmatten, bestehend aus
gewichtsempfindlichen (und biegungsempfindlichen im obigen Sinn) Widerstandselementen,
auf der Sitzoberfläche
eines Kraftfahrzeugsitzes die normalkraftabhängige (biegungsabhängige) Änderung
der Widerstandswerte der Widerstandselemente als Sitzbelegungsinformation
verwendet. Aufgrund dieser Information wird ggf. die Auslösung eines
Insassenrückhaltemittels
angepasst, beispielsweise wird ein Front- oder Seitenairbags an-
oder abgeschaltet.
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Solche
Anordnungen von Widerständen
als Sensorsitzmatte sind bekannt aus dem deutschen Gebrauchsmuster
DE 200 14 200 U1 und
aus dem Artikel "Occupant
Classification System for Smart Restraint System", Society of Automotive Engineers Inc.
von 1999, BNSDOCID XP-002184965. Geeignete gewichtsempfindliche
Widerstandelemente als Sensorelemente von Sensorsitzmatten sind
beispielsweise aus der europäischen
Patentschrift 0 758 741 B1 bekannt.
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Es
ist bekannt, parallel zu den bislang verwendeten veränderlichen
Widerstandselementen einer Sensorsitzmatte zur Sitzbelegungserkennung zwei
in Serie geschaltete weitere Widerstandselemente, die beispielsweise
strukturell gleich aufgebaut sein können wie die übrigen Widerstandselemente,
so anzuordnen, dass eine sicherere Unterscheidung eines schweren
Gegenstands von einem Fahrzeuginsassen ermöglicht wird. Beispielsweise kann
es sinnvoll sein, jedes der beiden weiteren Widerstandselemente
an einer Stelle auf der Sitzfläche des
Fahrzeugsitzes anzubringen, auf der üblicherweise die beiden Beckenknochen
eines Fahrzeuginsassen zu liegen kommen. Ist dies der Fall, so erniedrigt
sich der Widerstandswert der beiden weiteren gewichtsempfindlichen
Widertandselemente. Gilt dadurch eine Person als erkannt wird eine
Warnmeldung an den Fahrgast oder zumindest den Fahrer ausgegeben,
falls gleichzeitig der zum Fahrzeugsitz mit erkannter Person zugehörige Sicherheitsgurt nicht
angelegt wurde. Eine entsprechende Gurtwarnung kann beispielsweise
durch einen Signalton oder auch durch eine entsprechende Warnlampe
in der Fahrzeugarmatur erfolgen.
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Eine
Unterscheidung von erniedrigten Widerstandswerten der Widerstandselemente
zur Gurtwarnung von einer Veränderung
der Widerstandswerte der Widerstandselemente zur Sitzbelegungserkennung
wird dadurch erreicht, dass die Widerstandswertebereiche der beiden
Widerstandselementarten verschieden sind.
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Die
beschriebene Anordnung besitzt deshalb den Nachteil, dass die beiden
weiteren Widerstandselemente zur Sicherheitsgurtwarnung und die übrigen Sitzbelegungserkennungs-Widerstandselemente
unterschiedlich aufgebaut sein müssen,
damit sie einen unterschiedlichen Messbereich besitzen. Dazu ist
bei ihrer Herstellung u. U. ein zusätzlicher Arbeitsaufwand notwendig.
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Außerdem soll
in dem bekannten System zusätzlich
auch erkannt werden, ob eine Unterbrechung einer Zuleitung zu einer
der Sitzmattenwiderstandselemente vorliegt. Dies wird durch Parallelschalten
eines Diagnosewiderstands oder einer Diagnose-Diode zu den gewichtsempfindlichen Widerstandselementen
der Sensorsitzmatte erreicht. Doch das Messergebnis für den Widerstandswert
der Diagnose-Diode oder des Diagnose-Widerstands werden durch die gewichtsempfindlichen
Sicherheitsgurtwarn-Widerstandselemente und die Widerstandselemente
zur Sitzbelegungserkennung stark beeinflusst. Deshalb müssen sich
auch die Messbereiche des Diagnose-Widerstands oder der Diagnose-Diode von
den Messbereichen der gewichtsempfindlichen Widerstandselemente
unterscheiden.
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Aufgabe
der vorliegenden Vorrichtung ist zum einen, bei einer Widerstandsmatte
zur Sitzbelegungserkennung die Widerstandsmessung an den Sicherheitsgurtwarn-Widerstandselementen
unabhängig
von der entsprechenden Messung an den Widerstandselementen zur Sitzbelegungserkennung ausführen zu
können
und eine Unterbruchserkennung der Zuleitungen zu ermöglichen,
die nicht gleichzeitig sowohl von den Sicherheitsgurtwarn-Widertandselementen
als auch den Widerstandselementen zur Sitzbelegungserkennung beeinflusst wird.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
durch eine Schaltungsanordnung gemäß Anspruch 1.
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Die
erfindungsgemäße Schaltungsanordnung
zur Sitzbelegungserkennung und Gurtwarnung in einem Kraftfahrzeug
weist ge wichtsempfindliche und üblicherweise
auch biegungsempfindliche erste Widerstandselemente auf, die zur
Sitzbelegungserkennung für
ein Insassenschutzsystem dienen, und weitere Widerstandselemente,
deren Signale beispielsweise ggf. Anlass für einen Warnhinweis an den
Fahrzeuginsassen über
einen nicht angelegten Sicherheitsgurt dienen. Die ersten Widerstandselemente
sind innerhalb eines ersten Messkreises zwischen einen ersten Messanschluss
und einen zweiten Messanschluss, jeweils parallel zueinander geschaltet.
Erfindungsgemäß ist ein
erstes weiteres Widerstandselement in einem zweiten Messkreis zwischen
den ersten Messanschluss und einen dritten Messanschluss geschaltet
und ein zweites weiteres Widerstandselement in einem dritten Messkreis
zwischen den zweiten Messanschluss und einen vierten Messanschluss.
Dadurch werden bei einer Widerstandsmessung des ersten weiteren
Widerstandselements über
den ersten und den dritten Messanschluss und bei einer Widerstandsmessung
des zweiten weiteren Widerstandselements über den zweiten und den vierten
Messanschluss der Schaltungsanordnung jeweils die ersten Widerstandselemente
der Sensorsitzmatte elektrisch überbrückt, so dass
zum Messzeitpunkt eine momentan auf die ersten Widerstandselemente
einwirkende Kraft nicht zu einer Verfälschung des jeweiligen Messergebnisses für die weiteren
Widerstandselemente führen
kann.
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Weitere
Ausführungsbeispiele
für eine
erfindungsgemäße Schaltungsanordnung
sind in den Unteransprüchen
angegeben.
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Beispielsweise
ist es vorteilhaft, dass alle Widerstandselemente, d.h. sowohl die
ersten Widerstandselemente als auch die weiteren Widerstandselemente,
als Sensorelemente auf einer Sensorsitzmatte zur Sitzbelegung in
einem Kraftfahrzeug angeordnet sind. Besonders vorteilhaft ist es
dabei, wenn die ersten Widerstandselemente und die weiteren Widerstandselemente
den gleichen strukturellen Aufbau besitzen, da sie so auf sehr einfache
Weise innerhalb der gleichen Herstellungsprozesse gefertigt werden
können.
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Es
ist weiterhin vorteilhaft, parallel zu dem ersten weiteren Widerstandselement
einen ersten Diagnose-Widerstand anzuordnen und ggf. zusätzlich parallel
zu dem zweiten weiteren Widerstandselement einen zweiten Diagnose-Widerstand.
Dadurch, dass der zweite Messkreis und der dritte Messkreis die
ersten Widerstandselementen elektrisch überbrückt, haben die veränderlichen
Widerstandswerte der ersten Widerstandselemente auch keinen Einfluss
auf eine Messung der beiden Diagnose-Widerstände. Es muss deshalb in der
Herstellung lediglich darauf geachtet werden, den Messbereich der
parallel anliegenden weiteren Widerstandselemente zur Sicherheitsgurtwarnung
ausreichend weit und damit unterscheidbar von den Widerstandswerten
der beiden Diagnose-Widerstände
auszulegen.
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Alternativ
kann ein Diagnose-Widerstand auch parallel zu den ersten Widerstandselementen der
Sensorsitzmatte zur Sitzbelegungserkennung angeordnet werden, so
dass sein Widerstandswert ohne Einfluss der beiden weiteren Widerstandselemente
zur Sicherheitsgurtwarnung ist und lediglich weit genug und somit
unterscheidbar von dem Wertebereich des Gesamtwiderstands der parallel
angeordneten ersten Widerstandselemente.
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Es
ist weiterhin vorteilhaft, die Widerstandselemente zur Sitzbelegungserkennung
in sogenannter "Through-Mode"-Technologie herzustellen:
Eine
Sensorsitzmatte besteht üblicherweise
aus einer ersten und zweiten Trägerfolie,
die durch Abstandshalter voneinander auf Abstand gehalten werden.
An den Orten der Sensorelemente sind gegenüberliegend voneinander eine
erste Leiterstruktur auf der ersten Trägerfolie aufgebracht und eine
zweite Leiterstruktur auf der zweiten Trägerfolie, wobei beide Leiterstrukturen
jeweils erste und zweite elektrische Anschlüsse aufweisen. Unter Einwirken
einer Normalkraft oder einer Biegung auf die Trägerfolien nähern sich die beiden Leiterstrukturen
einander an und bilden schließlich
durch Berühren
eine Kontaktfläche
mit veränderlichem
Durchgangswiderstand, je nach Größe der einwirkenden
Kraft oder der Größe und Art
der Biegung. "Through-Mode"-Technologie bezeichnet
nun, dass ein gewichtsabhängiges
Widerstandselement, ein Sensorelement, durch den leitenden Abschnitt
zwischen dem ersten elektrischen Anschluss der ersten Leiterstruktur über bei
Gewichtsbelastung leitende Kontaktfläche der beiden Leiterstrukturen
hin zum zweiten Anschluss der zweiten Leiterstruktur gebildet wird.
Die "Through-Mode"-Technologie bietet
die Möglichkeit,
die Zuleitungen zu den gewichtsabhängigen Widerstandselementen
auf der einen Trägerfolie
anzuordnen und die Rückleitungen
der Widerstandselemente auf der jeweils gegenüberliegenden Trägerfolie.
Im Vergleich zur anderen Technologien erlaubt deshalb die "Through-Mode"-Technologie eine
weitaus größere entwicklerische
Freiheit, Widerstandselemente auf einer Sensorsitzmatte zu verteilen,
ohne aus Platzgründen zu
nah zusammenliegende Zuleitungen auf der Sensorsitzmatte vorsehen
zu müssen
oder gar Überkreuzungen
von Zuleitungen, was die mechanische Robustheit der Sensorsitzmatte
verringern könnte
und die Signale der Widerstandselemente anfälliger gegen elektromagnetische
Störeinflüsse machen
würde.
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Da
die beiden Gurtwarn-Widerstandselemente üblicherweise nahe den Rändern der
Sensorsitzmatte platziert sind, wie oben beschrieben üblicherweise
an den Auflageorten für
die Beckenknochen eines Fahrzeuginsassen, sind sie Anzahl und die
Länge ihrer
Zuleitungen meist vergleichsweise gering, so dass die Gurtwarn-Widerstandselemente auch
in der herkömmlicheren "Shunt-Mode"-Technologie aufgebaut
sein können:
Ein gewichtsabhängiges
Widerstandselement, ein Sensorelement, wird dabei beispielsweise
durch den leitenden Abschnitt zwischen einem ersten elektrischen
Anschluss einer ersten Leiterstruktur des Widerstandselements auf der
ersten Trägerfolie über eine
unter Gewichtsbelastung leitende Kontaktfläche auf der zweiten Trägerfolie
hin zu einem zweiten Anschluss einer zweiten Leiterstruktur des
Widerstandelements gebildet, die jedoch wieder auf der ersten Trägerfolie
angeordnet ist. Die Kontakt fläche
auf der zweiten Trägerfolie dient
folglich dem Widerstandelement unter Druck- und/oder Biegebelastung
lediglich als Überbrückungswiderstand,
als Shunt-Widerstand.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und anhand
von mehreren Figuren erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
erfindungsgemäße Schaltungsanordnung,
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2 eine
bekannte Schaltungsanordnung,
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3 einen
Kraftfahrzeugsitz 2 mit einer Sensorsitzmatte PPD mit ersten
Widerstandselementen (R1, R2, R3, ...) und weitere gewichtsabhängige Widerstandselemente
R_SBR_1, R_SBR_2,
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4 ein
Widerstandelement R1 zur Sitzbelegungserkennung in "Through-Mode"-Technologie,
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5 das
Widerstandelement R1 zur Sitzbelegungserkennung gemäß 4 im
Querschnitt,
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6 ein
Widerstandelement R_SBR1 zur Gurtwarnung in "Shunt-Mode"-Technologie und
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7 das
Widerstandelement R_SBR1 zur Gurtwarnung gemäß 6 im Querschnitt.
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3 zeigt
einen Kraftfahrzeugsitz 3, auf dessen Sitzfläche eine
Sensorsitzmatte PPD angeordnet ist. Die Sensorsitzmatte weist erste
Widerstandselemente R1, R2, R3,.. mit gewichtsabhängig variablen
Widerstandswerten, die als Sensorelemente 1 zur Sitzbelegungserkennung
in einem Kraftfahrzeug dienen. Die Sensorsitzmatte PPD weist außerdem zwei
weitere Widerstandswerte R_SBR_1 und R_SBR_2 mit ebenfalls gewichtsabhängig variablen Widerstandwerten
auf. Diese beiden weiteren Widerstandselemente R_SBR_1 und R_SBR_2
sind an Stellen des Kraftfahrzeugsitzes 2 angeordnet, an
denen üblicherweise
die beiden Beckenknochen eines Fahrzeuginsassen zu liegen kommen.
Dadurch wird eine hohe Kraft auf diese beiden weiteren Widerstandselemente
R_SBR_1 und R_SBR_2 durch eine Person auf dem Kraftfahrzeugsitz
ausgeübt,
während
diese Belastung durch einen Gegenstand üblicherweise nicht hervorgerufen wird.
Diese Unterscheidung zwischen einer Person und einem Gegenstand
wird durch eine Steuereinheit des Kraftfahrzeugs dazu verwendet,
um bei einem durch eine Person besetzten Kraftfahrzeugsitz einen
Warnhinweis auszugeben, wenn die auf dem Fahrzeugsitz festgestellte
Person gleichzeitig ihren Sicherheitsgurt nicht angelegt hat.
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2 zeigt
zwei erste und zwei weitere Widerstandselemente R1, R2, R_SBR_1,
R_SBR_2 der Sensorsitzmatte PPD aus der 3 in einer
bekannten Schaltungsanordnung. Die zwei dargestellten ersten Widerstandselemente
R1 und R2 sind dabei nur exemplarisch für eine Vielzahl von ersten
Widerstandselementen einer Sensorsitzmatte PPD dargestellt, was
durch die unterbrochene Verbindungsleitung zu den ersten und zweiten
elektrischen Anschlüssen 3, 4 der
beiden Widerstandselemente R1, R2 angedeutet ist.
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Die
beiden Widerstandselemente R1, R2 sind mit ihrem jeweiligen ersten
elektrischen Anschluss 3 über einen Festwiderstand R_F_1
mit einem ersten Messanschluss C1 verbunden sowie mit ihren jeweils
zweiten Anschlüssen 4 über einen
zweiten Festwiderstand R_F_2 mit einem zweiten Messanschluss C2.
Außerdem
sind zwischen diese beiden Messanschlüsse C1 und C4 die beiden weiteren Widerstandselemente
R_SBR_1 und R_SBR_2 seriell hintereinander geschaltet.
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Über die
beiden Messanschlüsse
C1 und C2 wird mit Hilfe einer nicht dargestellten Messschaltung ein
Widerstand gemessen, der maßgeblich
durch die ersten Widerstandselemente R1 und R2 und die beiden weiteren
Widerstandselemente R_SBR_1 und R_SBR_2 bestimmt wird.
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Im
unbelegten Zustand weisen die ersten Widerstandselemente R1 und
R2 einen Widerstandswert im Bereich von MΩ auf. Sobald ein ausreichend hohes
Gewicht auf die Sensorelemente R1 und R2 einwirkt, liegt ihr Widerstandswert
zwischen 40 und 60 kΩ pro
Sensorelement R1, R2. Im vorliegenden Fall der 2 liegt
der Gesamtwiderstandswert der beiden Sensorelemente R1 und R2 bei
ca. 25 kΩ.
Die beiden weiteren Widerstandselemente R_SBR_1 und R_SBR_2 weisen
im gedrückten
Zustand einen gemeinsamen Widerstandswert zwischen 0,5 kΩ und 1,5
kΩ auf.
Befindet sich nun eine Person auf dem Kraftfahrzeugsitz sind sowohl
die ersten Widerstandselemente R1, R2 belastet als auch die weiteren
Widerstandselemente R_SBR_1 und R_SBR_2. Der über die beiden Messanschlüsse C1 und
C2 messbare Gesamtwiderstand dieser Widerstandsanordnung unterscheidet
sich dabei eindeutig von einer Situation, bei der beispielsweise
nur die ersten Widerstandselemente R1, R2 mit Gewicht belastet würden. Dies lässt auf
die Anwesenheit einer Person auf dem Fahrzeugsitz schließen.
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Damit
bei unbelasteten oder nur wenig belasteten weiteren Widerstandselementen
R_BR_1 und R_SBR_2 der Gesamtwiderstand zwischen C1 und C2 nicht
unter einen Mindestwiderstandswert fallen kann, ist in der Zuleitung
zwischen dem ersten Messanschluss C1 und den ersten Anschlüssen 3 der
ersten Widerstandselemente R1 und R2 ein erster Festwiderstand R_F_1
und zwischen den zweiten Messanschluss C2 und den zweiten elektrischen
Anschluss 4 der ersten Widerstandselemente R1 und R2 ein
zweiter Festwiderstand R_F_2 angeordnet, die jeweils einen festen
Widerstandswert von ca. 20 kΩ aufweisen.
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Liegt
bei unbelasteten weiteren Widerstandselementen R_SBR_1 und R_SBR_2
ein Leitungsbruch zwischen dem ersten Messanschluss C1 und den ersten
Widerstandselementen R1 und R2 vor oder, ggf. zusätzlich,
zwischen dem zweiten Messanschluss C2 und den beiden ersten Widerstandselementen
R1 und R2, so ist zwischen dem ersten Messanschluss C1 und dem vierten
Messanschluss C4 ein Widerstandswert von mehreren MΩ oder höher zu messen.
Um eine solche Leitungsunterbrechung eindeutig von einer völlig unbelasteten
Sensormatte unterscheiden zu können,
ist parallel zu den ersten Widerstandselementen R1 und R2 entweder
ein Diagnose-Widerstand R_D oder eine Diagnose-Diode D_D geschaltet. Ein Diagnose-Widerstand
R_D und eine Diagnose-Diode D_D sind alternativ verwendbar, was
durch die gestrichelt eingezeichnete Diagnose-Diode D_D in der 2 zwischen
den beiden Messanschlüssen
C1 und C4 angedeutet ist.
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1 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
für eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung.
Dargestellt sind drei parallel geschaltete erste Widerstandselemente
R1, R2 und R3, die mit ihren jeweiligen ersten Anschlüssen 3 sowohl
mit dem ersten Messanschluss C1 als auch – über einen ersten Diagnose-Widerstand R_D_1
und einen danach in Serie geschalteten ersten Festwiderstand R_F_1 – mit einem dritten
Messanschluss C3 verbunden sind. An ihren jeweiligen zweiten Anschlüssen 4 sind
die parallel geschalteten ersten Widerstandselemente R1, R2 und
R3 sowohl mit dem zweiten Messanschluss C2 als auch über einen
zweiten Diagnose-Widerstand R_D_2 und einen danach in Serie geschalteten
zweiten Festwiderstand R_F_2 mit dem vierten Messanschluss C4 verbunden.
Parallel zu dem ersten Diagnose-Widerstand R_D_1 ist ein erstes
weiteres Widerstandselement R_SBR_1 geschaltet, parallel zum zweiten
Diagnose-Widerstand R_D_2 ist ein zweites weiteres Widerstandselement
R_SBR_2 geschaltet.
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Zwischen
die Verbindungsleitungen zwischen den ersten Anschlüssen 3 der
ersten Widerstandselemente R2 und R3 sind jeweils zwei Unterbrechungslinien
eingezeichnet, ebenso zwischen die Verbindungsleitungen zwischen
den zweiten Anschlüssen 4 der
beiden ersten Widerstandselemente R2 und R3. Dies deutet an, wie
schon in der bekannten Ausführungsform
aus 2 angedeutet, dass üblicherweise wesentlich mehr
erste Widerstandselemente parallel zu den dargestellten drei Widerstandselementen
R2, R3 geschaltet sind. Die Unterbrechungslinien zwischen den ersten
Widerstandselementen R1, R2 und R3 und dem ersten Messanschluss
C1 und dem zweiten Messanschluss C2 deuten darauf hin, dass die
Zuleitungen unter Umständen
sehr lange sein können.
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Mit
der in 1 dargestellten Schaltungsanordnung erfolgt eine
Messung des Widerstands zwischen den beiden Messanschlüssen C1
und C3, die den Gesamtwiderstandswert des weiteren Widerstandselements
R_SBR_1, des Diagnose-Widerstands R_D_1 und des Festwiderstands
R_F_1 nebst Zuleitungswiderständen
darstellt. Der Festwiderstand R_F_1 ist optional und wie in der 2 zur Festlegung
eines untersten Messwertes in die Schaltungsanordnung eingebracht.
Der Diagnose-Widerstand
R_D_1 dient zur Unterbruchserkennung soll durch einen entsprechend
unterschiedlich ausgelegten Messbreich von einem gedrückten Gurtwarn-Widerstandelement
S_SBR1 unterscheidbar sein. Deshalb liegt sein Widerstandswert hier
zwischen 2 und 200 kΩ.
Verringert sich der Gesamtwiderstand der Parallelschaltung der beiden
Widerstände
R_SBR_1 und R_D_1 durch Ausüben
einer Druckkraft auf das Widerstandselement R_SBR_1, so wird diese
Veränderung
anhand einer Veränderung
des gesamten Messwiderstands zwischen beiden Messanschlüssen C1
und C3 festgestellt.
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Analog
zur Gesamtwiderstandsmessung zwischen den Messanschlüssen C1
und C3 wird auch der Gesamtwiderstand zwischen den Messanschlüssen C4
und C2 bestimmt. Im Vergleich zu der Masche zwischen den Messanschlüssen C1
und C3 sind in der Masche zwischen den Messanschlüssen C2
und C4 die Widerstände
R_SBR_2, R_D_2 und R_F_2 analog zu den entsprechenden Widerständen R_SBR_1,
R_D_1 und R_F_1 angeordnet. Die Widerstandsmessung in der zweiten
Masche erfolgt analog zur Widerstandsmessung in der ersten Masche
und soll daher nicht näher
erläutert
werden.
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Im
Vergleich zur Schaltungsanordnung der 2 ist eine
Messung sowohl des ersten als auch des zweiten weiteren Widerstandselementes R_SBR_1
und R_SBR_2 möglich,
bei der die ersten Widerstandselemente R1, R2 und R3 im Idealfall
keinen Einfluss auf die Messung nehmen. Dadurch können die
beiden Widerstandselemente R_SBR_1 und R_SBR_2 den gleichen Messbereich
und folglich in völlig
gleicher Weise wie die ersten Widerstandselemente R1, R2 und R3
hergestellt werden. Dadurch kann die Herstellung einer Sensorsitzmatte
zur Sitzbelegungserkennung mit einer Schaltungsanordnung gemäß der 1 wesentlich
günstiger
als mit einer Schaltungsanordnung gemäß 2 erfolgen.
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Desweiteren
ist es möglich,
das erste weitere Widerstandselement R_SBR_1 und das zweite weitere
Widerstandselement R_SBR_2 jeweils unabhängig voneinander zu vermessen.
Dies bietet den Vorteil, dass auch eine ungewollte Messwertverschiebung
bei nur einer der beiden weiteren Widerstandselemente R_SBR_1 oder
R_SBR_2 festgestellt werden kann und so ein Fehler in der Schaltungsanordnung
wesentlich schneller und gezielter erkannt und in der Folge abgestellt
werden kann.
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Die
Schaltungsanordnung der 1 besitzt den weiteren Vorteil,
dass eine Unterbrechung der Leitungen der ersten Masche zwischen
C1 und C3 einerseits und der zweiten Masche zwischen C4 und C2 andererseits
auch ohne ein Diagnose-Widerstandselement R_D oder eine Diagnose-Diode
D_D ausgeführt
werden kann: Eine Messung der Widerstände der ersten Widerstandselemente
R1, R2 und R3 über
die beiden Messanschlüsse
C1 und C2 wird also nicht über
einen zusätzlichen
Widerstandswert beeinflusst wie im Falle der Schaltungsanordnung gemäß 2.
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Eine
Diagnose-Diode D_D wird beispielsweise in einer Schaltungsanordnung
gemäß 2 vor allem
dann anstatt eines Diagnose-Widerstandes R_D eingesetzt wird, wenn über eine
Widerstandsmessung bei der dortigen Schaltungsanordnung zwischen
den beiden Messanschlüssen
C1 und C4 anhand der Stromrichtung zwischen einer Messung mit und
ohne Diagnose-Bauelement
D_D unterschieden werden soll. Ein solcher Schaltungs- und Messaufwand
ist bei der Schaltungsanordnung gemäß 1 nicht
mehr nötig.
Außerdem
kann in der Schaltungsanordnung der 1 durch
Vertauschen der Stromrichtungen bei Messungen der ersten Widerstandselemente
R1, R2 und R3 eine plausibilisierende Zweitmessung erfolgen, die
das gleiche Messergebnis erbringen sollte wie die Erstmessung. Dies
kann als Sicherheit für
die erste Messung dienen.
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Ein
weiterer Vorteil von unabhängig
voneinander messbaren ersten Widerstandselementen R1, R2, R3 und
weiteren Widerstandselemente R_SBR_1 und R_SBR_2 besteht darin,
dass die Messbereiche der beiden Widerstandselemente nicht mehr
voneinander getrennt werden müssen, um
am Messergebnis unterscheiden zu können, ob mindestens eines der
ersten Widerstandselemente R1, R2, R3 gedrückt ist oder ggf. zusätzlich eines
der beiden weiteren Widerstandselemente R_SBR_1 oder R_SBR_2. Der
Messbereich für
die ersten Widerstandselemente R1, R2, R3 kann somit größer ausgelegt
werden.
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4 zeigt
ein bevorzugtes Widerstandselement R1 zur Sitzbelegungserkennung,
exemplarisch für
alle Widerstandselemente R1, R2, R3, mit Leiterbahnen 3 und 4 zwischen
jeweils beidseitigen Anschlüssen 31 und 32 bzw. 41 und 42,
welche jeweils dem ersten Messanschluss C1 und dem dritten Messanschluss
C3 bzw. dem vierten Messanschluss C4 und dem zweiten Messanschluss
C2 zugeführt
sind.
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Die
erste Leiterbahn 3 bildet in der gezeigten schematischen
Darstellung einen zum oberen Seitenende hin gewölbten ersten Kreisbogen, die
untere Leiterbahn 4 einen entsprechend nach dem unteren Seitenende
hin gewölbten
zweiten Kreisbogen. Die erste Leiterbahn 3 ist auf einer
ersten Trägerfolie PPD1,
die zweite Leiterbahn 4 ist auf einer zweiten Trägerfolie
PPD2 angeordnet, was anhand der Querschnittsdarstellung des Widerstandelements
R1 in der 5 weiter unten ausführlicher
erläutert
wird.
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Die
von den beiden Kreissegmenten eingeschlossene, schräg zur Schriftrichtung
schraffierte Fläche 3' stellt schematisch
eine unter der ersten Leiterbahn 3 angeordnete Halb-/Leiterschicht 3' dar, die senkrecht
zur Schriftrichtung schraffierte Fläche 4' eine oberhalb der zweiten Leiterbahn 4 angeordnete Halb-/Leiterschicht 4', so dass die
beiden Halb-/Leiterschichten 3' und 4' einander zugewandt
angeordnet sind. Bei den Halb-/Leiterschichten 3' und 4' handelt es
sich beispielsweise um Graphitschichten 3' und 4'.
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Im
Unterschied zu der schematischen Darstellung der 4 füllen bei
einer realen Ausführungsform
eines ersten Widerstandelements R1 die erste und die zweite Leiterbahn 3 und 4 die
jeweils zu den dargestellten Kreisbögen gehörigen Kreisflächen vollständig aus,
was jedoch eine übersichtliche
Darstellung erschweren würde.
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5 zeigt
das Widerstandelement R1 der 4 im Querschnitt
durch die Sensorsitzmatte PPD. Die erste Leiterbahn 3 ist
auf der ersten Trägerfolie
PPD1 angeordnet, die zweite Leiterbahn 4 ist auf der zweiten
Trägerfolie
PPD2 angeordnet. Die Trägerfolien
PPD1 und PPD2 werden durch sogenannte Spacer 9 auf Abstand
voneinander gehalten. Zwischen den Graphitschichten 3' und 4' ist anstatt des
Spacers 9 ein Hohlraum angeordnet.
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Durch
beidseitigen Druck auf das Widerstandelement R1 in Richtung des
Hohlraums verformt sich das Widerstandselement R1 und der Hohlraum wird
kleiner, bis sich die an der ersten Leiterbahn 3 und die
an der zweiten Leiterbahn 4 befestigten Graphitschichten 3', 4' berühren. Bei
weiterer Erhöhung des
Drucks nimmt der Widerstandswert des Widerstandelements R1 zwischen
den eingezeichneten Anschlüssen 31 und 34 der
ersten bzw. zweiten Leiterbahn 3, 4 immer weiter
ab.
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Von
dem Anschluss 31 wird eine Leitung auf der ersten Trägerfolie
PPD1 zum ersten Messanschluss C1 geführt und von dem Anschluss 42 wird eine
Leitung entlang der zweiten Trägerfolie
PPD2 bis hin zum zweiten Messanschluss C2 geführt: bei dem Widerstandelement
R1 handelt es sich um ein Widerstandelement in "Through-Mode"-Technologie.
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Die 6 und 7 zeigen
ein Widerstandselement R_SBR1 zur Gurtwarnung.
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Die 6 zeigt
das Widerstandselement R_SBR1 in Draufsicht. Es ist ein Widerstandselement
R_SBR1 in "Shunt-Technologie":
Im Unterschied
zum Widerstandselement R1 der 4 sind die
beiden Leiterbahnen 3 und 4 halbkreisförmig gegenüberliegend
unter der ersten Trägerfolie
PPD1 angeordnet. Zur erleichterten Darstellung der jeweils direkt
unter den Leiterbahnen 3 und 4 liegenden, schräg zur Schriftrichtung
schraffierten Graphitschichten 3' und 4' sind die Halbkreise jedoch nicht
flächendeckend
dargestellt wie dies bei einer realen Ausführungsform eines derartigen
Widerstandselements R_SBR1 üblich
wäre.
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Die
in der 6 senkrecht schraffierte Fläche ist die den beiden Graphitschichten 3' und 4' gegenüberliegende
Graphitschicht 5' auf
der Leiterbahn 5, die auf der zweiten Trägerfolie
PPD2 angeordnet ist.
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Wie
im Falle des ersten Widerstandelements R1 der 4 und 5 werden
die beiden Trägerfolien
PPD1 und PPD2 durch Spacer 9 auf Abstand voneinander gehalten,
wodurch die Graphitschichen 3' und 4' der ersten Trägerfolie PPD1 durch einen Hohlraum
von der Graphitschicht 5' auf
der zweiten Trägerfolie
getrennt wird. Werden die Graphitschichten 3', 4' auf die gegenüberliegende Graphitschicht 5' gedrückt, so
kann Strom zwischen den Messanschlüssen C1 und C3 fließen, die
mit den beiden Leiterbahnen 3 bzw. 4 verbunden
sind.
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Das
bezüglich
des ersten Widerstandselements S_BR1 in den 6 und 7 beschriebene gilt
gleichermaßen
auch für
das zweite Widerstandelement S_BR2, wenn die in jeweils Klammern bezeichneten
Messanschlüsse
C2 und C4 die Stelle der bislang erläuterten Messanschlüsse treten.